Aus der Branche

Ein Novum in der Geschichte des BIOPOLYMER Innovation Awards: 2023 machen drei Innovationen aus Deutschland das Rennen um die international begehrten Trophäen unter sich aus! Ob der Hauptpreis nach Rheinland-Pfalz, Thüringen oder Hessen geht, wird traditionsgemäß erst auf dem Kongress „BIOPOLYMER – Processing & Moulding“ bekannt gegeben, der am 13. Juni in Halle (Saale) stattfindet. Preisverleihung und Tagung können wie in den letzten Jahren per Videostream kostenfrei in Echtzeit verfolgt werden.

Ist Deutschland noch innovativ genug, um in der Weltspitze ganz vorn mitzuhalten? „Wenn es darum geht, Kunststoffe und Kunststoffanwendungen auf biologischer Basis und für nichtfossile Kreisläufe zu entwickeln, lautet die Antwort: ja!“, ist Jury-Vorsitzender Peter Putsch nach den diesjährigen Nominierungen für den BIOPOLYMER Innovation Award überzeugt: „Mehrere deutsche Beiträge setzten in diesem Jahr die Benchmarks im Wettbewerb.“

Gingen Preise in den letzten nach Finnland, Italien, Belgien oder Brasilien, so nominierte die Jury in diesem Jahr erstmals ausschließlich deutsche Bewerber für den mit 2.000 Euro dotierten Hauptpreis.

Die Green Elephant GmbH aus Gießen macht sich für ihr Produkt CellScrew® unter anderem eine Eigenschaft des Biokunststoffs und klassischen 3D-Druck-Materials PLA (Polymilchsäure) zunutze, die bislang wenig Beachtung fand: seine hohe Biokompatibilität. Das Start-up stellt aus vollständig biobasiertem PLA in additiver Fertigung neuartige Zellkulturflaschen her, in denen Gewebezellen beispielsweise für Gen- und Zelltherapien oder für die Erforschung von Kosmetika und Medikamenten auf neue, komfortablere Weise vermehrt werden können. Forschung, Entwicklung und Industrie produzieren damit bedeutend effizienter und umweltfreundlicher als bisher. Eine archimedische Schraube sowie konzentrisch angeordnete Zylinder im Flascheninneren sorgen für eine riesige Oberfläche zur Anheftung der Zellen und für die automatische Benetzung der inneren Oberflächen mit Kulturmedium bei rollender Lagerung. Eine CellScrew® ersetzt bis zu 400 herkömmliche Zellkulturflaschen aus fossilen Kunststoffen. Selbst wenn das biobasierte PLA nach der Einmalverwendung aus Sterilitätsgründen nicht kompostiert, sondern verbrannt wird, entsteht dabei nur so viel CO2, wie zuvor in den Bioorganismen, aus denen der Werkstoff entstand, gebunden war.

Die SoBiCo GmbH aus Bad Sobernheim (Rheinland-Pfalz) verfolgt seit mehreren Jahren einen innovativen Ansatz, um das von Natur aus recht begrenzte Einsatzspektrum von PLA (Polymilchsäure) systematisch zu erweitern. „Die geringe Reißdehnung von reinem PLA ist zum Beispiel ein entscheidender Grund dafür, dass der Biokunststoff kaum als Verpackungsmaterial genutzt wird“, erklärt SoBiCo-Geschäftsführer Johannes Fuchs. Klassische Modifikationsversuche scheiterten meist am komplexen Migrations- und Kristallisationsverhalten von Weichmachern und anderen Additiven. Fuchs‘ Team fand mit dem Potsdamer Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) eine eigene Lösung und taufte sie auf den Namen Plactid®. Hinter der Marke verbirgt sich eine PLA-Copolymer-Familie, die in einem neuartigen Verfahren – der reaktiven Compoundierung – hergestellt wird. Neben Lactid, das stets biobasiert ist, kommen dabei verschiedene Polyole zum Einsatz, die je nach Anwendungsfall aus biologischen oder fossilen Quellen stammen können. Die PLA-Copolymere lassen sich auf diese Weise gezielt von hart/ spröde bis weich/ duktil einstellen. So werden zum Beispiel weiche Folien von hoher Kristallinität möglich. Aber auch Spritzgusstypen mit einer deutlich höheren Kristallisationsgeschwindigkeit und Schlagzähigkeit als Standard-PLA können erzeugt werden. Darüber hinaus eignen sich die PLA-Copolymere auch als Additive zur Modifizierung von Standard-PLA.

Das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) hat sich eines bislang ungelösten Problems angenommen, von dem jeder Mensch im Alltag umgeben ist: Klebstoffen. Sie stecken in fast jedem Produkt, enthalten zum allergrößten Teil Polymere, sind typische Einmalprodukte, in Recyclingprozessen kaum separierbar und enden so allzu oft als Mikroplastik in der Umwelt. Die Antwort der Thüringer Forscher auf diese Herausforderung heißt Caremelt® und ist ein biobasierter und bioabbaubarer Schmelzklebstoff, dessen Endeigenschaften und Anwendungsprofil mit denen etablierter Schmelzkleber vergleichbar sind. Die Formulierung aus Biopolymeren wie Polymilchsäure (PLA), Polybernsteinsäure (PBS), Terpen- und Kolophoniumharzen, natürlichen Wachsen und Zitronensäure-Derivaten ist nicht nur für kurzlebige Produkte wie Einkaufstüten, Windeln oder Kartonagen geeignet. Auch Schuhe, Textilien, Möbelteile, Fahrzeuginterieur oder Bücher lassen sich damit zuverlässig und dauerhaft zusammenfügen, wie Praxistests zeigten. Das Herstellungsverfahren wurde bereits so optimiert, dass die Formulierungen in einem kontrollierten Prozess reproduziert werden können.

Als ein weltweiter Anbieter von nachhaltigen Holzfaserprodukten präsentiert Sappi auf der ITMA 2023 unter dem Motto „Fashion meets Forest” seine Lösungen für die Bekleidungsindustrie – mit Sublimationspapieren und seinem Faserzellstoff (Dissolving Pulp), der unter dem Markennamen „Verve“ zur Herstellung von Bekleidungsfasern verwendet wird.

Wie kann die Holzfaserindustrie einen nachhaltigeren Bekleidungsmarkt unterstützen? Diese Frage möchte Sappi auf der ITMA beantworten und hat für die Besucher einen „Wissensparcours“ unter dem Motto „Fashion meets Forest” eingerichtet. Die Besucher des Standes können den Weg vom Holz über Zellulose und Faser bis hin zum fertigen Garn und zum bedruckten Kleidungsstück verfolgen.

Sublimationspapiere: Erweiterung der Produktionskapazität in Carmignano
Die Sublimationspapiere von Sappi stehen für eine schnelle, gleichmäßige Tintenübertragung und einen minimalen Tintenverbrauch. Auf der diesjährigen ITMA werden verschiedene Sublimationspapiere mit optimierten qualitativen Eigenschaften zu sehen sein. Sie zeichnen sich durch exzellente Tintenabgabe und -dichte, eine hohe Übertragungsrate, einen geringen Tintenverbrauch sowie einen verbesserten Schutz zur Verringerung von Textilschrumpfung aus.

Sappi hält die hohe Qualität seiner gestrichenen Transjet- und ungestrichenen Basejet-Sublimationspapiere durch regelmäßige Investitionen in neue, hochmoderne Technologien aufrecht. Ende April wurde im Werk Carmignano in Italien ein neues Lager eröffnet. In den kommenden Monaten wird Sappi zudem in zwei neue Verarbeitungsmaschinen mit einer Breite von 1,9 Metern und 3,2 Metern sowie in eine vollautomatische Verpackungslinie investieren. Alle Investitionen werden die Vision des Unternehmens unterstützen, eine komplette Inhouse-Lösung für die Sublimationsindustrie zu haben, sich positiv auf den CO2-Ausstoß auszuwirken, die gestiegene Nachfrage seiner Kunden zu befriedigen und die Lieferzeiten weiter zu verbessern.
 
„Verve“ Faserzellstoff für hochwertige Textilien
Sappi wird auch seine Marke für Faserzellstoff (DP = Dissolving Pulp) „Verve“ vorstellen. DP liefert das Rohmaterial für die Herstellung von Rayonfasern wie Lyocell und Viskose und für deren Weiterverarbeitung zu Garnen und Geweben. Textilien aus holzbasierten Zellulosefasern zeichnen sich durch ihre Atmungsaktivität, Farbechtheit, Weichheit, Drapierbarkeit, Saugfähigkeit und biologische Abbaubarkeit aus. Neben der Bekleidungsindustrie wird Zellstoff auch in verschiedenen Haushalts- und Pharmaprodukten verwendet.

Die Schwarzwälder Textil-Werke Heinrich Kautzmann GmbH (STW Kautzmann) aus Schenkenzell, ein Unternehmen der Kautzmann-Gruppe, übernimmt wesentliche Vermögenswerte der insolventen Advansa Manufacturing GmbH, führender Anbieter von Polyesterfasern mit Sitz in Hamm. Darauf einigte sich der Insolvenzverwalter der Advansa Manufacturing, RA Holger Rhode, mit den Verantwortlichen von STW. Der Kaufvertrag wurde am Montag unterzeichnet. Der Investor übernimmt den Standort in Hamm sowie 65 Beschäftigte des Unternehmens, die ursprünglich noch bis Ende Juni 2023 die Ausproduktion des insolventen Betriebs abwickeln sollten. Insolvenzverwalter Rhode und Geschäftsführer Frank Heimann konnten so die Schließung des Geschäftsbetriebs in Hamm doch noch verhindern.

Möglich macht diesen Erfolg auch die Beharrlichkeit des Investors. „Nachdem der Verkaufsprozess ursprünglich gescheitert war, weil der Gesellschafter der Advansa Manufacturing kurz vor Unterzeichnung des Kaufvertrags unrealistische Forderungen für benötigte Geschäftsbereiche von Schwestergesellschaften gestellt hatte, haben wir mit STW weiter intensiv nach einer Lösung gesucht und sie gefunden“, sagt Insolvenzverwalter Rhode. Allen Verantwortlichen war bewusst, dass in den Standort investiert werden musste, um den Geschäftsbetrieb aufrechterhalten zu können.

So wird die Fortführung zunächst im Rahmen eines Geschäftsbesorgungsvertrages der insolventen Advansa Manufacturing GmbH realisiert. „Bis zum Jahresende sind dann die notwendigen Investitionen getätigt, um mit der neu gegründeten Engineered Fiber Solutions GmbH unter dem Dach von STW zu operieren“, erklärt Frank Heimann, der auch Geschäftsführer der neuen Gesellschaft sein wird. „Wir entwickeln, produzieren und vertreiben künftig technische Spezialfasern mit einem Schwerpunkt in der Papier- und Vliesstoffindustrie“, gibt Heimann die Aufgaben vor.

Das Produktportfolio und der Produktionsstandort der insolventen Advansa Manufacturing GmbH bleiben somit erhalten. „Dieser Weg wurde auch vom Standortortbetreiber Celanese unterstützt, indem er Zugeständnisse für den Fortbetrieb des Unternehmens gemacht hat“, sagt Heimann. Tatkräftige Unterstützung bekam er mit seinem Team auch von Impuls. Die Hammer Wirtschaftsagentur GmbH. Die Agentur, die den Wirtschaftsstandort Hamm fördert, wird das neue Unternehmen auch weiterhin begleiten, bestätigt Marina Heuermann, Leiterin Unternehmensentwicklung bei Impuls.

Der Investor STW Kautzmann ist ein Familienbetrieb mit über 100jähriger Geschichte. Das Unternehmen steht für Stabilität, Wachstum und Erfolg bei Herstellung und Vertrieb von Kurzschnittfasern, Fibriden und Pulp unter anderem für die Bau-, Fahrzeug-, Gummi- und Kunststoffindustrie. „Das Portfolio der Engineered Fiber Solutions GmbH wird unsere Produktpalette sinnvoll ergänzen. Wir können gemeinsam Synergien nutzen und sehen deutliche Entwicklungspotenziale“, sind Dr. Frank Kautzmann und Nico Kautzmann, die beiden Geschäftsführer in vierter Generation der Eigentümerfamilien, überzeugt. „Die Übernahme ist ein Erfolg, von dem viele Seiten profitieren: Die Kunden, STW und natürlich auch die Beschäftigten am Standort Hamm-Uentrop“, so die neuen Eigentümer.

Neuware ist, seitdem sich die Logistikketten nach Corona in der 2. Jahreshälfte 2022 wieder neu sortiert haben, sehr billig in Europa und verdrängt PET-Recyclate, so der bvse-Fachverband Kunststoffrecycling.

"Die hohe Inflation führt außerdem zu Konsumverzicht bei den Verbrauchern und dadurch leidet die Nachfrage bei den Verpackungsherstellern. Im Ergebnis geraten die Recyclingunternehmen derzeit massiv unter Druck“, beschreibt Dr. Dirk Textor, Vorsitzender des bvse-Fachverband Kunststoffrecycling, die aktuelle Situation.
 
Jüngstes Beispiel für die angespannte Lage ist die Schließung des PET-Recycling-Standorts von Veolia in Rostock. Der Absatz von Flakes und Regranulaten stockt – der dauerhafte, wirtschaftliche Betrieb seiner PET-Recyclinganlage ist für Veolia nicht mehr möglich. Eine Absicherung des Absatzes von recyceltem PET ist in Zusammenarbeit mit der Getränkeindustrie und/oder dem Handel nicht gelungen, hieß es zur Begründung.
 
„Wir sehen das gesamte PET-Recycling in einer Schieflage, weil Abfüller und Inverkehrbringer von PET-Verpackungen ihrer Produktverantwortung nicht nachkommen. Eine mittelfristige Besserung der Situation ist nicht in Sicht. Die PET-Verarbeiter setzen auf Neuware und listen die Recyclate aus“, kritisiert Textor.
 
Dieses Verhalten der PET-Verarbeiter ist nach Auffassung des bvse-Fachverband Kunststoffrecycling „sehr überraschend“, weil Recycling-PET der einzige Kunststoff ist, der bei Verpackungen mit direktem Lebensmittelkontakt eingesetzt werden kann. Das jetzt zu beobachtende Marktverhalten der PET-Verarbeiter, die ausschließlich auf Neuware setzen, sei kurzsichtig und hoch problematisch, heißt es beim bvse. Man dürfe nicht annehmen, dass eine stillgelegte Anlage innerhalb kurzer Zeit wieder hochgefahren werden kann. Anlagen müssen kontinuierlich betrieben werden, um die benötigten Mengen in geeigneten Qualitäten darstellen zu können. Im schlimmsten Fall verschwindet die Anlage sogar ganz vom Markt.
 
„Und damit wird es eng werden, sehr eng, wenn in Kürze die hohen Anforderungen der europäischen Kunststoffstrategie umzusetzen sind. Nicht zuletzt werden bei der Novellierung der europäischen Verpackungsverordnung sehr ambitionierte Recyclateinsatzquoten definiert. Auch deshalb wird es in Europa zu einem Verteilungskampf um Recycling-PET kommen“, so bvse-Fachverbandsvorsitzender Dirk Textor.

Die Studentinnen Antonia Dannenberg und Nadine Bullerdiek vom Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik der Hochschule Niederrhein sind von der Wilhelm-Lorch-Stiftung ausgezeichnet worden. Dannenberg erhielt den Preis in der Kategorie Technik für ihre Arbeit „Graphen in alpiner Wintersportbekleidung“, Bullerdiek hatte die Jury mit ihrer englischsprachigen Arbeit „Dyeing of Poly(lactic acid) Fibres for Circular Textile Products“ überzeugen können. Der Preis ist mit 5000 Euro dotiert.

In der Arbeit von Antonia Dannenberg (Betreuende Professor:innen Dr. Robert Groten & Karin Stark) werden unterschiedliche mit Graphen ausgerüstete Polyesterproben hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit untersucht. Graphen ist eine zweidimensionale Kohlenstoffatomschicht mit einzigartigen Eigenschaften. Viele Outdoor-Bekleidungshersteller bringen immer mehr mit Graphen ausgerüstete Produkte auf den Markt. Insbesondere in der alpinen Wintersportbekleidung gewinnt der Werkstoff zunehmend an Bedeutung.

Eingearbeitet in textile Flächen bzw. Bekleidung, soll Graphen diesen die Eigenschaft verleihen, Wärme von erhitzen Stellen der Bekleidung an kühlere Stellen zu leiten. Durch diesen Wärmeausgleich würden Sportler:innen potenziell weniger Energie verbrauchen und wären somit leistungsfähiger. Dannenbergs Arbeit hat sich mit der Frage auseinandergesetzt, ob Graphen tatsächlich zur Optimierung der Wärmeleitfähigkeit der Textilien beitragen.

Die durchgeführte Untersuchung hat gezeigt, dass die Wärme sich im aktuellen Forschungsstadium noch nicht wie gewünscht über das Textil verteilt. Keine Probe wies erkennbare Veränderungen auf. Zum jetzigen Zeitpunkt befindet sich die Übertragung der Eigenschaften von Graphen auf textile Flächen in einem frühen Forschungsstadium. Eine Kommerzialisierung von textilen Graphen-Produkten ist demnach aus Forschungssicht bisher noch nicht ausreichend umsetzbar. Aufgrund des weltweiten Interesses ist aber damit zu rechnen, dass in naher Zukunft das Material alltagstauglich und funktionsoptimierend in Bekleidung integriert werden kann. Antonia Dannenberg rundete ihre technische Arbeit mit einer zusätzlichen Designarbeit zum Thema Sportswear ab.

Nadine Bullerdiek hat sich in ihrer Bachelorarbeit („Dyeing of Poly(lactic acid) Fibres for Circular Textile Products”) mit dem Färben von PLA-Fasern für kreislauffähige textile Produkte auseinandergesetzt (Betreuende Professorin: Dr. Maike Rabe).

PLA-Fasern (engl. poly(lactic acid)) gelten als vielversprechende Alternative zu konventionellen Polyesterfasern. Sie sind biobasiert, recyclingfähig und unter industriellen Bedingungen biologisch abbaubar. Somit eignen sie sich für die Herstellung kreislauffähiger Textilien.

Das Problem: PLA-Fasern sind hydrolyseanfällig, besonders unter alkalischen Bedingungen und hohen Temperaturen. Dies bedeutet, dass es beim Färben im Wasserbad zu einem Festigkeitsverlust der Fasern kommen kann. Die Preisträgerin hat in ihrer Arbeit die Auswirkungen der Färbeparameter Zeit, Temperatur und pH-Wert auf die Festigkeit und Farbintensität eines PLA-Zwirns untersucht. So konnten die idealen Färbebedingungen mit möglichst hoher Farbintensität und möglichst geringem Festigkeitsverlust für das Färben des PLA-Zwirns mit Dispersionsfarbstoffen ermittelt werden. Die Arbeit wurde in Kooperation mit dem niederländischen Start-up Arapaha durchgeführt.